JP2007023431A - Carbon fiber woven fabric and method for producing the same - Google Patents

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英輔 和田原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a unidirectional carbon fiber woven fabric capable of increasing productivity (production rate) even when using a high fineness carbon fiber, and to provide a method for producing the fabric. <P>SOLUTION: The unidirectional carbon fiber woven fabric comprises carbon fiber thread as the warp and auxiliary fiber of another kind than carbon fiber thread as the weft which auxiliary fiber has ≤1/5 fineness based on that of the carbon fiber thread, wherein spaces between wefts are in a specific range and the weft forms selvages continuing at the fabric edges. Weaving is preferably performed by using a needle loom. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、太繊度の炭素繊維を用いる場合にも生産性(生産速度)を高めることが可能な一方向性炭素繊維織物の製造方法および炭素繊維織物に関する。   The present invention relates to a method for producing a unidirectional carbon fiber woven fabric and a carbon fiber woven fabric capable of increasing productivity (production rate) even when carbon fibers having a large fineness are used.

従来より、合成繊維やガラス繊維の織物は、ニードル織機を用いて製織されている(例えば、特許文献1)。これは、たとえば合成繊維織物の場合、用いる合成繊維の破断伸度が10%以上と高いため毛羽立ち難いこと、その繊度が例えば1000〜1500デニール(111〜167tex)と細く、織密度(たて糸本数、よこ糸本数)が密であること、製織する織物が合成繊維を二方向に配列している二方向織物であること、の条件が揃っているがために工業的な製織が可能となっているためである。   Conventionally, synthetic fiber and glass fiber fabrics are woven using a needle loom (for example, Patent Document 1). This is because, for example, in the case of a synthetic fiber fabric, the breaking elongation of the synthetic fiber used is as high as 10% or more, so that it is difficult to fluff, the fineness is thin, for example, 1000 to 1500 denier (111 to 167 tex), and the woven density (number of warp yarns, Because weaving is dense, and the weaving fabric is a two-way fabric in which synthetic fibers are arranged in two directions. It is.

一方、炭素繊維織物は、用いる炭素繊維の破断伸度が約1.5〜2%と低いため容易に毛羽立つこと、その繊度が例えば333〜3,333texと太く、織密度が粗であることから、シャトル織機や、レピア織機などを用いて製織されている場合が多い(例えば特許文献2、3)。   On the other hand, carbon fiber fabrics are easily fluffed because the elongation at break of carbon fibers used is as low as about 1.5 to 2%, and the fineness is thick, for example, 333 to 3,333 tex, and the woven density is rough. In many cases, weaving is performed using a shuttle loom, a rapier loom, or the like (for example, Patent Documents 2 and 3).

しかしながら、レピア織機を用いた場合は、レピアによるよこ糸挿入運動において物理的な速度(回転数)の制約があり、1.5m/分未満の速度が上限である。そのため、生産性が低いという問題がある。また、一般的なレピア織機で製織された織物は、よこ糸を織物端部で切断しながら製織するため、切断されたよこ糸からなる房耳が織物端部に存在することになる。そのため、該織物をコンクリート構造物などに樹脂で貼り合わせて補修・補強する場合には、強度を全く保持しない房耳をも樹脂で固める必要がある。したがって、かかる房耳が存在するため、樹脂を無駄にするだけでなく、樹脂で貼り合わせる面積(手間)も増えるといった問題がある。   However, when a rapier loom is used, there is a restriction on the physical speed (number of rotations) in the weft insertion movement by the rapier, and the upper limit is a speed of less than 1.5 m / min. Therefore, there is a problem that productivity is low. Moreover, since the woven fabric woven by a general rapier loom is woven while cutting the weft yarn at the end portion of the fabric, the tufted ear composed of the cut weft yarn is present at the end portion of the fabric. Therefore, when the woven fabric is bonded to a concrete structure or the like with a resin to repair and reinforce, it is necessary to harden the tufted ear that does not retain any strength with the resin. Therefore, since such a tufted ear exists, there is a problem that not only the resin is wasted but also the area (work) to be bonded with the resin is increased.

これに対して、シャトル織機では、よこ糸を切断せずに製織するために房耳は形成されず、よこ糸が織物端部で連続して折り返された耳組織となる。しかしながら、シャトル織機でもシャトルによるよこ糸挿入運動において物理的な速度(回転数)の制約があり、一般的にはレピア織機より更に速度が遅くなる。また、体積の小さいシャトル自体によこ糸を巻いてよこ糸を打ち込む必要があるため、必然的にシャトルを頻繁に交換せねばならず、炭素繊維織物の生産性が著しく劣るという問題がある。   On the other hand, in the shuttle loom, weaving is performed without cutting the weft yarn, so that the tufted ear is not formed, and the weft yarn is an ear tissue continuously folded back at the end of the fabric. However, even in the shuttle loom, there is a restriction on the physical speed (number of rotations) in the weft insertion motion by the shuttle, and the speed is generally slower than that of the rapier loom. Further, since it is necessary to wind the weft by driving the shuttle itself with a small volume, the shuttle must be frequently replaced, and there is a problem that the productivity of the carbon fiber fabric is remarkably inferior.

前記の生産性の問題に対して、特許文献4には、ウォータージェット・ルームにて、炭素繊維織物を製造する内容が開示されており、繊度が200texの炭素繊維を用いて、たて糸およびよこ糸の何れもが炭素繊維で構成された平織組織の炭素繊維織物を、0.8m/分の速度で製造可能である旨が記載されている。しかしながら、かかる方法では、繊度が200texを越える炭素繊維においては、炭素繊維がさばけてしまい、品位の高い織組織を維持することは不可能である。   In order to solve the above-mentioned problem of productivity, Patent Document 4 discloses the content of manufacturing a carbon fiber fabric in a water jet room, and uses carbon fiber having a fineness of 200 tex to make warp and weft yarns. It is described that a plain-woven carbon fiber woven fabric composed of carbon fibers can be produced at a speed of 0.8 m / min. However, in such a method, in the carbon fiber having a fineness exceeding 200 tex, the carbon fiber is scattered and it is impossible to maintain a high-quality woven structure.

つまり、特許文献1〜4をはじめとした従来の技術では、太繊度の炭素繊維を用いる場合にも適用可能な、高い生産性を実現できる現実的な炭素繊維織物およびその製造方法は見出されておらず、かかる技術が渇望されている。
実開平05−035870号公報 特開2002−115145号公報 特開平11−001839号公報 特開平06−341034号公報
That is, in the conventional techniques including Patent Documents 1 to 4, a realistic carbon fiber woven fabric that can be applied even when using carbon fibers with a large fineness and that can realize high productivity and a method for manufacturing the same are found. There is no need for such technology.
Japanese Utility Model Publication No. 05-035870 JP 2002-115145 A JP-A-11-001839 Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-341034

そこで本発明は、上記背景技術に挙げた問題点を解決することを課題とし、太繊度の炭素繊維を用いる場合にも生産性を高めることができる炭素繊維織物の製造方法および炭素繊維織物を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention aims to solve the above-mentioned problems in the background art, and provides a carbon fiber woven fabric production method and a carbon fiber woven fabric that can enhance productivity even when carbon fibers having a large fineness are used. The purpose is to do.

上記目的を達成するための本発明は、次の(1)〜(18)を特徴とするものである。
(1)炭素繊維糸条をたて糸とし、該炭素繊維糸条の1/5以下の繊度である、炭素繊維糸条とは異なる種類の補助繊維をよこ糸とした一方向性の炭素繊維織物であって、隣り合う3本のよこ糸によって形成されるよこ糸間距離が不均一であり、該よこ糸間距離のうち幅広の方の距離Xが、もう一方の距離Yの1.2〜50倍の範囲内であり、かつ、よこ糸が織物端部で連続している耳組織を有していることを特徴とする炭素繊維織物。
(2)炭素繊維糸条の繊度が750〜6,000texの範囲内であることを特徴とする、上記(1)に記載の炭素繊維織物。
(3)炭素繊維糸条間の静摩擦係数が0.25〜0.5の範囲内であることを特徴とする、上記(1)または(2)に記載の炭素繊維織物。
(4)炭素繊維糸条のJIS−R7601に沿って測定された引張弾性率が290GPa以上であることを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の炭素繊維織物。
(5)たて糸密度が1〜8本/cmの範囲内で、かつ、よこ糸密度が0.4〜8本/cmの範囲内であることを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の炭素繊維織物。
(6)隣り合う2本のたて糸によって形成されるたて糸間距離が0.1〜0.8mmの範囲内であることを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の炭素繊維織物。
(7)線状または点状の形態で樹脂が接着されていることを特徴とする、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の炭素繊維織物。
(8)コンクリート構造体の補修・補強に用いられることを特徴とする、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の炭素繊維織物。
(9)炭素繊維糸条をたて糸とし、該炭素繊維糸条の1/5以下の繊度である、炭素繊維糸条とは異なる種類の補助繊維をよこ糸とした一方向性の炭素繊維織物の製造方法であって、ニードル織機を用いて製織することを特徴とする炭素繊維織物の製造方法。
(10)製織速度が1.7m/分以上であることを特徴とする、上記(9)に記載の炭素繊維織物の製造方法。
(11)繊度が750〜6,000texの範囲内である炭素繊維糸条を用いることを特徴とする、上記(9)または(10)に記載の炭素繊維織物の製造方法。
(12)炭素繊維糸条間の静摩擦係数が0.25〜0.5となる炭素繊維糸条を用いることを特徴とする、上記(9)〜(11)のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
(13)JIS−R7601に沿って測定された引張弾性率が290GPa以上の炭素繊維糸条を用いることを特徴とする、上記(9)〜(12)に記載の炭素繊維織物の製造方法。
(14)たて糸密度を1〜8本/cm、よこ糸密度を0.4〜8本/cmとするとともに、隣り合う3本のよこ糸によって形成されるよこ糸間距離を不均一とし、かつ、該よこ糸間距離のうち幅広の方の距離Xを、もう一方の距離Yの1.2〜50倍の範囲内とすることを特徴とする、上記(9)〜(13)のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
(15)ヘルドの開口量を10〜75mmの範囲内とすることを特徴とする、上記(9)〜(14)のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
(16)線状または点状の形態で樹脂を接着することを特徴とする、上記(9)〜(15)のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
(17)織物を加熱することにより樹脂を接着する、上記(16)に記載の炭素繊維織物の製造方法。
(18)製織した炭素繊維織物を所定長L1で一旦巻き取り、巻き取った炭素繊維織物を所定長L1の半分以下である製品長L2に分割して再度巻き取ることを特徴とする、上記(9)〜(17)のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
The present invention for achieving the above object is characterized by the following (1) to (18).
(1) A unidirectional carbon fiber fabric in which carbon fiber yarns are warp yarns and weft yarns of auxiliary fibers of a type different from carbon fiber yarns, and have a fineness of 1/5 or less of the carbon fiber yarns. The distance between the wefts formed by three adjacent wefts is non-uniform, and the wider distance X of the interweft distances is in the range of 1.2 to 50 times the other distance Y. A carbon fiber woven fabric characterized by having an ear tissue in which wefts are continuous at the end of the woven fabric.
(2) The carbon fiber fabric according to (1) above, wherein the fineness of the carbon fiber yarn is within a range of 750 to 6,000 tex.
(3) The carbon fiber fabric according to (1) or (2) above, wherein the coefficient of static friction between the carbon fiber yarns is in the range of 0.25 to 0.5.
(4) The carbon fiber woven fabric according to any one of (1) to (3) above, wherein the tensile elastic modulus measured along JIS-R7601 of the carbon fiber yarn is 290 GPa or more.
(5) The above (1) to (4), wherein the warp yarn density is in the range of 1 to 8 yarns / cm and the weft yarn density is in the range of 0.4 to 8 yarns / cm. The carbon fiber fabric according to any one of the above.
(6) The carbon according to any one of (1) to (5) above, wherein a distance between warp yarns formed by two adjacent warp yarns is in a range of 0.1 to 0.8 mm. Textile fabric.
(7) The carbon fiber woven fabric according to any one of the above (1) to (6), wherein a resin is bonded in a linear or dotted form.
(8) The carbon fiber woven fabric according to any one of (1) to (7) above, which is used for repair and reinforcement of a concrete structure.
(9) Manufacture of unidirectional carbon fiber woven fabric using carbon fiber yarns as warp yarns and weft yarns of auxiliary fibers different from carbon fiber yarns having a fineness of 1/5 or less of the carbon fiber yarns. A method for producing a carbon fiber fabric, the method comprising weaving using a needle loom.
(10) The method for producing a carbon fiber fabric as described in (9) above, wherein the weaving speed is 1.7 m / min or more.
(11) The method for producing a carbon fiber fabric as described in (9) or (10) above, wherein a carbon fiber yarn having a fineness in a range of 750 to 6,000 tex is used.
(12) A carbon fiber fabric according to any one of (9) to (11) above, wherein a carbon fiber yarn having a coefficient of static friction between carbon fiber yarns of 0.25 to 0.5 is used. Manufacturing method.
(13) The carbon fiber woven fabric production method according to any one of (9) to (12) above, wherein a carbon fiber yarn having a tensile modulus of elasticity measured according to JIS-R7601 of 290 GPa or more is used.
(14) The warp yarn density is 1 to 8 yarns / cm, the weft yarn density is 0.4 to 8 yarns / cm, the distance between the weft yarns formed by three adjacent weft yarns is non-uniform, and the weft yarns The carbon according to any one of (9) to (13) above, wherein the wider distance X of the inter-spaces is within a range of 1.2 to 50 times the other distance Y. A method for producing a textile fabric.
(15) The method for producing a carbon fiber woven fabric according to any one of (9) to (14) above, wherein the opening amount of the heald is within a range of 10 to 75 mm.
(16) The method for producing a carbon fiber woven fabric according to any one of (9) to (15) above, wherein the resin is bonded in a linear or dot form.
(17) The method for producing a carbon fiber fabric according to (16), wherein the resin is bonded by heating the fabric.
(18) The woven carbon fiber woven fabric is wound up once at a predetermined length L1, and the wound carbon fiber woven fabric is divided into product lengths L2 that are half or less of the predetermined length L1, and then wound up again. The manufacturing method of the carbon fiber fabric in any one of 9)-(17).

本発明によれば、炭素繊維糸条をたて糸とし、該炭素繊維糸条の1/5以下の繊度である、炭素繊維糸条とは異なる種類の補助繊維をよこ糸とし、さらに、ニードル織機を用いて一方向性の炭素繊維織物を製織するので、生産性(生産速度)を格段に高めることができる。   According to the present invention, the carbon fiber yarn is used as the warp, the auxiliary fiber of a type different from the carbon fiber yarn having a fineness of 1/5 or less of the carbon fiber yarn is used as the weft yarn, and the needle loom is used. Since the unidirectional carbon fiber fabric is woven, productivity (production speed) can be remarkably increased.

また、上記の方法によって製織される本発明の炭素繊維織物は、炭素繊維糸条をたて糸とし、該炭素繊維糸条の1/5以下の繊度である、炭素繊維糸条とは異なる種類の補助繊維をよこ糸とした一方向性の炭素繊維織物であって、隣り合う3本のよこ糸によって形成されるよこ糸間距離が不均一であり、該よこ糸間距離のうち幅広の方の距離Xが、もう一方の距離Yの1.2〜50倍の範囲内であり、かつ、よこ糸が織物端部で連続している耳組織を有しているので、織物の柔軟性、たて糸の真直性に優れ、織物をコンクリート構造体に貼り付けるときの手間や使用する樹脂のロスを最小限に抑制することができる。   Moreover, the carbon fiber fabric of the present invention woven by the above method uses carbon fiber yarns as warp yarns, and is a kind of auxiliary different from carbon fiber yarns having a fineness of 1/5 or less of the carbon fiber yarns. It is a unidirectional carbon fiber woven fabric using weft yarns, and the weft yarn distance formed by three adjacent weft yarns is uneven, and the wider distance X among the weft yarn distances is already One of the distances Y is in the range of 1.2 to 50 times, and the weft has an ear tissue continuous at the end of the fabric, so that the fabric has excellent flexibility and warp straightness. It is possible to minimize the troubles when attaching the woven fabric to the concrete structure and the loss of the resin used.

以下に、本発明の望ましい実施の形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

図1に、本発明の一実施形態である炭素繊維織物の一方の織物端部を示す。   In FIG. 1, the one fabric edge part of the carbon fiber fabric which is one Embodiment of this invention is shown.

本発明の炭素繊維織物は、炭素繊維糸条をたて糸とし、該炭素繊維糸条の1/5以下の繊度で、かつ、たて糸とは異なる種類の補助繊維をよこ糸とした一方向性の炭素繊維織物であって、図1に示すように、 補助繊維2で構成された隣り合う3本のよこ糸2a、2b、2cのよこ糸間距離X、Yが不均一である。更に、該よこ糸間距離のうち幅広の方の距離X(よこ糸2a、2bの間の距離X)が、もう一方の短い方の距離Y(よこ糸2a、2cの間の距離Y)の1.2〜50倍、すなわちX=1.2Y〜50Yという構成を有する。より好ましくは1.4〜25倍、更に好ましくは2〜15倍である。   The carbon fiber fabric of the present invention is a unidirectional carbon fiber having a carbon fiber yarn as a warp, a fineness of 1/5 or less of the carbon fiber yarn, and an auxiliary fiber of a different type from the warp. In the woven fabric, as shown in FIG. 1, the distances X and Y between the weft yarns 2 a, 2 b, and 2 c composed of the auxiliary fibers 2 are not uniform. Further, the wider distance X (distance X between the weft yarns 2a and 2b) of the distance between the weft yarns is 1.2% of the other shorter distance Y (distance Y between the weft yarns 2a and 2c). ˜50 times, that is, X = 1.2Y˜50Y. More preferably, it is 1.4-25 times, More preferably, it is 2-15 times.

本発明の炭素繊維織物は、かかる特定の種類の糸条をたて糸、よこ糸とすることにより、太繊度の炭素繊維糸条を用いる場合であってもニードル織機を用いた製織が可能になり、生産性(生産速度)を格段に高めることができるものである。   The carbon fiber woven fabric of the present invention can be woven using a needle loom even when a carbon fiber yarn having a high fineness is used by producing such a specific type of yarn as warp and weft. The performance (production speed) can be significantly increased.

また、本発明の炭素繊維織物は、かかる特定のよこ糸間距離を有する構成により、織物の柔軟性、たて糸の真直性を兼ね備えることができるのである。すなわち本発明は、炭素繊維糸条からなるたて糸と、そのたて糸の繊度の1/5以下の繊度である、炭素繊維糸条とは異なる種類のよこ糸とから構成される織物において、よこ糸間距離として、特定の関係にある長い距離Xと短い距離Yとが一定の周期で繰り返されることにより、主に距離Xにより織物の柔軟性が、主に距離Yによりたて糸の真直性が発現され、高い次元で両者のバランスがとれることを見出したものである。   In addition, the carbon fiber fabric of the present invention can have both the flexibility of the fabric and the straightness of the warp yarn by the configuration having the specific inter-weft distance. In other words, the present invention provides a weft distance between weft yarns made of carbon fiber yarns and a weft yarn of a type different from carbon fiber yarns, which has a fineness of 1/5 or less of the warp yarn fineness. The long distance X and the short distance Y having a specific relationship are repeated at a constant cycle, so that the fabric flexibility is mainly expressed by the distance X, and the straightness of the warp is expressed mainly by the distance Y. And found that the balance between the two can be achieved.

さらに、本発明の一方向性の炭素繊維織物は、よこ糸が織物端部で連続している耳組織を有する。つまり、よこ糸を織物端部で切断することにより形成される房耳を有していない。かかる耳組織を有していることにより、例えば一方向性織物をコンクリート構造物などに樹脂で貼り合わせて補修・補強する場合に、樹脂のロスだけでなく、貼り合わせる面積(手間)をも最小限に抑制できるのである。かかる観点から、土木・建築分野に用いられる補修・補強用途に用いられるのが好ましい。   Furthermore, the unidirectional carbon fiber fabric of the present invention has an ear tissue in which wefts are continuous at the fabric end. That is, it does not have a tufted ear formed by cutting the weft yarn at the end of the fabric. By having such an ear tissue, for example, when repairing and reinforcing a unidirectional fabric by bonding it to a concrete structure or the like with a resin, not only the loss of the resin but also the bonding area (labor) is minimized. It can be suppressed to the limit. From this point of view, it is preferably used for repair / reinforcement used in the civil engineering / architectural field.

ここで、たて糸となる炭素繊維糸条としては、繊度が750〜6,000texであることが好ましい。より好ましくは1,500〜4,000texの範囲である。繊度が750tex未満であると、たて糸の織密度が密になりすぎ、炭素繊維糸条の毛羽が多くなり、炭素繊維織物の品位を損なう場合がある。一方、6,000texを越えると、炭素繊維織物の形態安定性が劣り、また、たて糸の隙間が大きくなりすぎてCFRP(炭素繊維強化プラスチック)を成形した場合に樹脂リッチ部分を大きく形成することになってしまい、CFRPの力学特性を低下させやすい。また別の視点からは、繊度が上記の範囲であると、炭素繊維糸条を安価に入手することができるので、より低コストな炭素繊維織物とすることができる。   Here, as a carbon fiber yarn used as a warp, it is preferable that the fineness is 750-6,000 tex. More preferably, it is the range of 1,500-4,000 tex. When the fineness is less than 750 tex, the weave density of the warp yarn becomes too dense, the fluff of the carbon fiber yarn increases, and the quality of the carbon fiber fabric may be impaired. On the other hand, if it exceeds 6,000 tex, the shape stability of the carbon fiber fabric is inferior, and the gap between the warp yarns becomes too large to form a resin-rich portion when CFRP (carbon fiber reinforced plastic) is molded. As a result, the mechanical properties of CFRP tend to be lowered. From another point of view, if the fineness is in the above range, the carbon fiber yarn can be obtained at a low cost, so that the carbon fiber fabric can be made at a lower cost.

また、炭素繊維糸条と炭素繊維糸条との間の静摩擦係数μは0.25〜0.5の範囲内であることが好ましい。より好ましくは0.3〜0.45、更に好ましくは0.3〜0.35の範囲である。静摩擦係数μが0.25未満であると、摩擦による擦過は発生しにくいものの、炭素繊維糸条の集束性に劣り、その集束性不足に起因して糸条がさばけてしまい、毛羽立つ場合がある。一方、静摩擦係数μが0.5を越えると、隣り合うたて糸の端部同士や、たて糸とよこ糸とが擦過して、炭素繊維糸条が容易に毛羽立つ場合がある。 そして、本発明の炭素繊維織物は、たて糸密度が1〜8本/cmの範囲内で、かつ、よこ糸密度が0.4〜8本/cmの範囲内であるのが好ましい。より好ましくはたて糸密度が2〜6本/cm、よこ糸密度が1〜6本/cm、更に好ましくはたて糸密度が3〜5本/cm、よこ糸密度が2〜5本/cmの範囲である。   Moreover, it is preferable that the static friction coefficient (mu) between a carbon fiber yarn and a carbon fiber yarn exists in the range of 0.25-0.5. More preferably, it is 0.3-0.45, More preferably, it is the range of 0.3-0.35. When the coefficient of static friction μ is less than 0.25, although scratching due to friction is difficult to occur, the carbon fiber yarns are inferior in converging property, and due to the lack of converging property, the yarns may be scattered and fluffed. . On the other hand, when the static friction coefficient μ exceeds 0.5, the ends of adjacent warp yarns, or warp yarns and weft yarns may be rubbed, and the carbon fiber yarn may be easily fluffed. The carbon fiber fabric of the present invention preferably has a warp density in the range of 1 to 8 yarns / cm and a weft yarn density in the range of 0.4 to 8 yarns / cm. More preferably, the warp yarn density is 2 to 6 yarns / cm, the weft yarn density is 1 to 6 yarns / cm, and still more preferably the warp yarn density is 3 to 5 yarns / cm, and the weft yarn density is 2 to 5 yarns / cm.

たて糸密度が1本/cm未満であると、炭素繊維織物の形態安定性に劣るだけでなく、たて糸の隙間が大きくなりすぎ、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)の力学特性を低下させる場合がある。一方、たて糸密度が8本/cmを越えると、炭素繊維糸条の毛羽が多くなり、炭素繊維織物の品位を損なう場合がある。   When the warp yarn density is less than 1 / cm, not only the shape stability of the carbon fiber woven fabric is inferior, but also the gap between the warp yarns becomes too large, which may deteriorate the mechanical properties of CFRP (carbon fiber reinforced plastic). On the other hand, if the warp yarn density exceeds 8 yarns / cm, the fluff of the carbon fiber yarn increases, and the quality of the carbon fiber fabric may be impaired.

また、よこ糸密度が0.4本/cm未満であると、炭素繊維織物の形態安定性に劣り、織物の取扱性に劣りやすい。一方、よこ糸密度が8本/cmを越えると、炭素繊維織物の製造速度を高めることが困難な場合がある。   Moreover, when the weft density is less than 0.4 yarn / cm, the shape stability of the carbon fiber fabric is inferior and the handleability of the fabric is likely to be inferior. On the other hand, if the weft density exceeds 8 / cm, it may be difficult to increase the production rate of the carbon fiber fabric.

なお、かかるたて糸密度またはよこ糸密度とは、たて糸またはよこ糸30本に相当する距離Zを1mm単位まで読み取り、30(本)/Z(cm)にて算出した値を指す(単位は、本/cm)。   The warp density or weft density refers to a value calculated by reading 30 distances (Z) / Z (cm) of the distance Z corresponding to 30 warp threads or weft threads to the unit of 1 mm (unit: book / cm). ).

さらに、本発明の炭素繊維織物は、隣り合う2本のたて糸によって形成されるたて糸間距離が0.1〜0.8mmの範囲内であるのが好ましい。より好ましくは0.15〜0.6mm、更に好ましくは0.2〜0.5mmの範囲である。たて糸間距離が0.1mm未満であると、炭素繊維糸条の毛羽が多くなり、炭素繊維織物の品位を損なう場合があるだけでなく、マトリックス樹脂を含浸させてCFRPを成形する場合に、マトリックス樹脂の含浸性を阻害する場合がある。一方、隙間が0.8mmを越えると、CFRPを成形した場合に樹脂リッチ部分を大きく形成させ、CFRPの力学特性を低下させる場合がある。   Furthermore, in the carbon fiber fabric of the present invention, it is preferable that the distance between the warp yarns formed by two adjacent warp yarns is in the range of 0.1 to 0.8 mm. More preferably, it is 0.15-0.6 mm, More preferably, it is the range of 0.2-0.5 mm. When the distance between the warp yarns is less than 0.1 mm, the fluff of the carbon fiber yarns increases, which may impair the quality of the carbon fiber fabric, and when the CFRP is molded by impregnating the matrix resin, The impregnation of the resin may be hindered. On the other hand, if the gap exceeds 0.8 mm, when CFRP is molded, a resin-rich portion may be formed large and the mechanical properties of CFRP may be reduced.

さらに、本発明の炭素繊維織物には線状または点状の形態で樹脂を接着して形態を安定させることが好ましい。樹脂の好ましい付着量は、樹脂が付着した炭素繊維織物を100重量%とした場合に2〜20重量%の範囲内、更に好ましい付着量は5〜17重量%の範囲内である。この結果、炭素繊維織物の取扱性を向上させることができ、また、この炭素繊維織物を用いたCFRPの力学特性を向上させることもできる。すなわち、かかる樹脂が接着していると、炭素繊維織物を積層してマトリックス樹脂を含浸・固化して得られるCFRPにおいて、クラックストッパーの役目を果たす。特に、CFRPが衝撃を受けた時に、損傷抑制の役目を果たし、優れた力学特性(特に衝撃付与後の圧縮強度)をもたらす(層間強化効果)。   Furthermore, it is preferable that the carbon fiber woven fabric of the present invention is stabilized by adhering a resin in a linear or dot form. A preferable adhesion amount of the resin is in the range of 2 to 20% by weight, and a more preferable adhesion amount is in the range of 5 to 17% by weight, when the carbon fiber woven fabric to which the resin is adhered is 100% by weight. As a result, the handleability of the carbon fiber fabric can be improved, and the mechanical properties of CFRP using the carbon fiber fabric can be improved. That is, when such a resin is bonded, it plays the role of a crack stopper in CFRP obtained by laminating carbon fiber fabrics and impregnating and solidifying the matrix resin. In particular, when CFRP receives an impact, it plays a role in suppressing damage and provides excellent mechanical properties (particularly, compressive strength after application of impact) (interlayer reinforcement effect).

前記の高靭性化効果に加え、炭素繊維織物を積層した場合に、接着している樹脂がスペーサーとなって、厚み方向に隣接する炭素繊維織物の層間にスペースが形成される。かかるスペースは、マトリックス樹脂を注入してCFRPを成形する際、マトリックス樹脂の流路の役目を果たす(層間流路形成効果)。これにより、マトリックス樹脂の含浸が容易になるだけでなく、その含浸速度も速くなり、CFRPの優れた生産性をもたらす。   In addition to the toughening effect described above, when carbon fiber woven fabrics are laminated, the bonded resin serves as a spacer, and a space is formed between layers of carbon fiber woven fabrics adjacent in the thickness direction. Such space serves as a flow path for the matrix resin when the matrix resin is injected to form the CFRP (interlayer flow path forming effect). This not only facilitates the impregnation of the matrix resin, but also increases the impregnation rate, resulting in excellent CFRP productivity.

樹脂の付着量が20重量%を越えると、CFRPにした場合の炭素繊維配合率が低くなり過ぎて、力学特性にも劣る場合がある。また、加熱して炭素繊維織物同士を接着する場合、樹脂が変形することによりマトリックス樹脂の流路を潰し、かえって含浸を妨げる場合があるため好ましくない。一方、樹脂の付着量が2重量%未満であると、上記効果が充分に発現しない場合がある。   If the amount of the resin adhered exceeds 20% by weight, the carbon fiber blending ratio when CFRP is used becomes too low, and the mechanical properties may be inferior. In addition, when the carbon fiber fabrics are bonded together by heating, the resin is deformed, so that the flow path of the matrix resin may be crushed and the impregnation may be hindered. On the other hand, if the adhesion amount of the resin is less than 2% by weight, the above effects may not be sufficiently exhibited.

かかる樹脂は、炭素繊維織物の表面に接着しているのが好ましいが、表面以外に炭素繊維織物の内部、すなわち、炭素繊維糸条の中(炭素繊維フィラメントの間)に接着していてもよい。しかしながら、上述の層間強化効果、層間流路形成効果は、樹脂が表面に接着していることにより、特に高い効果が発現されるため、樹脂は炭素繊維織物の表面にのみ存在しているのが好ましい。表面にのみ存在していると、樹脂の付着量を最小限に抑えることができ、CFRPにした場合の炭素繊維配合率を一層高くすることができ、その軽量化効果を一層高く発現させることができる。   Such a resin is preferably bonded to the surface of the carbon fiber fabric, but may be bonded to the inside of the carbon fiber fabric, that is, inside the carbon fiber yarn (between the carbon fiber filaments) other than the surface. . However, since the above-described interlayer reinforcing effect and interlayer flow path forming effect are particularly effective when the resin adheres to the surface, the resin exists only on the surface of the carbon fiber fabric. preferable. If it is present only on the surface, the amount of resin adhered can be minimized, the carbon fiber blending ratio when CFRP is used can be further increased, and the lightening effect can be further enhanced. it can.

そして、樹脂を炭素繊維織物の表面に設ける場合、かかる樹脂は炭素繊維織物の片面に接着していても、その両面に接着していてもよい。より低コストに炭素繊維織物を製造する場合は前者が好ましい。炭素繊維織物の表裏の使い分けをしたくない場合は後者が好ましく、目的によって使い分けることができる。   And when providing resin on the surface of a carbon fiber fabric, this resin may adhere to the single side | surface of the carbon fiber fabric, or may adhere to the both surfaces. The former is preferred when producing a carbon fiber fabric at a lower cost. If you do not want to use the front and back of the carbon fiber fabric properly, the latter is preferable and can be used according to the purpose.

かかる樹脂の種類としては、炭素繊維織物の取扱性を向上させたり、CFRPの力学特性を向上させるものであれば特に限定されないが、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を適宜選択して単独もしくは混合して使用することができる。   The type of the resin is not particularly limited as long as it improves the handleability of the carbon fiber woven fabric or improves the mechanical properties of CFRP, but a thermosetting resin or a thermoplastic resin is appropriately selected and used alone or in combination. Can be used.

織物の取り扱いを向上させる機能を付与する場合は、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンから選ばれる少なくとも1種であるのが好ましく、その中でもとりわけエポキシ、ポリアミドがとりわけ好ましい。かかる樹脂は、DSC(示差走査熱量計)にて絶乾状態から20℃/分の昇温速度で測定される融点Tm(融点を有さないものはガラス転移点+50℃)が150℃以下であるのが好ましい。   In the case of imparting the function of improving the handling of the woven fabric, it is preferably at least one selected from epoxy, unsaturated polyester, vinyl ester, polyamide, polyester and polyolefin, and among them, epoxy and polyamide are particularly preferable. Such a resin has a melting point Tm (glass transition point + 50 ° C. for those having no melting point) of 150 ° C. or less measured by DSC (differential scanning calorimeter) from an absolutely dry state at a temperature rising rate of 20 ° C./min. Preferably there is.

また、CFRPの力学特性を向上させる機能を付与する場合は、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、フェノール、ビスマレイミド、ポリアミド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、フェノキシから選ばれる少なくとも1種であるのが好ましく、その中でもとりわけエポキシ、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルスルフォン、フェノキシがとりわけ好ましい。なお、上記樹脂は単独でもよいし、複数のものを併用しそれらを混合または別々に付与してもよい。   In addition, when imparting the function of improving the mechanical properties of CFRP, epoxy, unsaturated polyester, vinyl ester, phenol, bismaleimide, polyamide, polysulfone, polyethersulfone, polyetherimide, polyphenylene ether, polyimide, polyamideimide At least one selected from phenoxy is preferable, and among them, epoxy, polyamide, polyetherimide, polyphenylene ether, polyethersulfone, and phenoxy are particularly preferable. In addition, the said resin may be individual, and may use multiple things together and may give them mixed or separately.

上述のような本発明の炭素繊維織物は、少なくとも炭素繊維糸条をたて糸とし、炭素繊維糸条の1/5以下の繊度である、炭素繊維糸条とは異なる種類の補助繊維をよこ糸として、ニードル織機を用いて製織することができる。このとき、製織速度は1.7m/分以上であることが好ましい。より好ましい製織速度は2m/分、更に好ましくは2.5m/分以上の速度である。かかる速度よりも遅い速度であると、ニードル織機を用いて製織する意味合いが希薄となる。なお、製織速度に上限はなく、速ければ速い方が好ましいが、現在考えられる技術範囲では15m/分が上限と考えられる。   The carbon fiber woven fabric of the present invention as described above has at least carbon fiber yarns as warp yarns, and auxiliary yarns of a different type from carbon fiber yarns having a fineness of 1/5 or less of carbon fiber yarns as weft yarns. It can be woven using a needle loom. At this time, the weaving speed is preferably 1.7 m / min or more. A more preferred weaving speed is 2 m / min, even more preferably 2.5 m / min or more. When the speed is lower than the above speed, the meaning of weaving using a needle loom becomes dilute. There is no upper limit to the weaving speed, and a faster speed is preferable. However, 15 m / min is considered to be the upper limit in the presently considered technical range.

従来、炭素繊維織物の製造においては、シャトル織機や、レピア織機などが用いられていたが、高い生産性、すなわち高い生産速度(織機の回転数)を実現できずにいた。それは、織機の製織機構、製織する織物、および、用いる炭素繊維のそれぞれに下記の制約があったためである。
A.織機の製織機構の制約
(1)シャトル織機またはレピア織機を用いた場合、よこ糸挿入手段であるシャトルやレピアによる、よこ糸挿入運動に物理的な速度の上限が存在すること。
(2)よこ糸の挿入に関して、高回転での製織時に、よこ糸挿入手段とたて糸とが直接接触する、または、たて糸とシャトルやレピアを走行させるための支持体とが直接接触することにより擦過して、炭素繊維糸条が容易に毛羽立つこと。
(3)たて糸の供給に関して、高回転での製織時に、隣り合うたて糸の端部同士が、たて糸の開口運動により擦過して、炭素繊維糸条が容易に毛羽立つこと。
B.製織する織物の制約
(1)炭素繊維糸条をたて糸およびよこ糸に用いた二方向性織物の場合、用いる織機および製織条件によっては、よこ糸の挿入に関して、高回転での製織時に、よこ糸挿入手段(それらのガイドを含む)とよこ糸との擦過、および、たて糸とよこ糸とが直接接触することによる擦過により、炭素繊維糸条が容易に毛羽立つこと。
C.用いる炭素繊維の制約
(1)炭素繊維糸条の破断伸度が低いため、容易に毛羽立つこと。
Conventionally, shuttle looms, rapier looms, and the like have been used in the production of carbon fiber fabrics, but high productivity, that is, high production speed (rotation speed of the loom) has not been realized. This is because the weaving mechanism of the loom, the woven fabric to be woven, and the carbon fiber used have the following restrictions.
A. Restrictions on the weaving mechanism of the loom (1) When a shuttle loom or rapier loom is used, there is an upper limit on the physical speed in the weft insertion motion by the shuttle or rapier as the weft insertion means.
(2) Regarding weft insertion, when weaving at high rotation, the weft insertion means and the warp yarn are in direct contact, or the warp yarn and the support for running the shuttle or rapier are in direct contact with each other and are scraped. Carbon fiber yarns can be easily fluffed.
(3) Regarding the supply of the warp yarn, when weaving at high rotation, the ends of the adjacent warp yarns are rubbed by the opening movement of the warp yarn, and the carbon fiber yarn is easily fluffed.
B. Restriction of weaving fabric (1) In the case of a bi-directional fabric using carbon fiber yarns for warp and weft, depending on the weaving machine and weaving conditions, weft insertion means ( The carbon fiber yarn is easily fluffed by rubbing between the weft and the weft (including those guides) and rubbing by direct contact between the warp and weft.
C. Restriction of carbon fiber to be used (1) Since the breaking elongation of the carbon fiber yarn is low, it is easily fluffed.

本発明では、かかるA項(1)および(2)の制約に対して、ニードル織機を用いる。ニードル織機を用いることにより、シャトルやレピアなどのよこ糸挿入手段の重量(慣性)の影響を大幅に抑制できるのである。そして、ニードル織機を用いて炭素繊維織物を製織するので、よこ糸が織物端部で連続した織物、すなわち、房耳を有していない織物とすることができ、その結果、織物をコンクリート構造体等に貼り付ける際の手間や使用する樹脂のロスを最小限に抑制することができる。   In the present invention, a needle loom is used to meet the restrictions of the items A (1) and (2). By using a needle loom, the influence of the weight (inertia) of weft insertion means such as a shuttle or rapier can be greatly suppressed. And since the carbon fiber fabric is woven using the needle loom, the weft can be a continuous fabric at the end of the fabric, that is, the fabric without the tufted ears. As a result, the fabric can be a concrete structure or the like. It is possible to minimize the time and trouble of pasting on the resin and the loss of the resin used.

また、上記B項(1)の制約に対しては、炭素繊維糸条をたて糸に、そして、たて糸である炭素繊維糸条の1/5以下の繊度で、かつ、炭素繊維糸条とは異なる種類の補助繊維をよこ糸に用い一方向性織物を製織する。かかる繊度比率が1/5を超えると、補助繊維が太過ぎることを意味し、一方向性織物において炭素繊維糸条を屈曲させることによる力学特性の低下を誘発する場合がある。そして、かかる繊度比率は、より好ましくは、1/20〜1/500、更に好ましくは、1/100〜1/250の範囲である。1/500未満ということは、補助繊維の強度が低くなりすぎることを意味し、製織時によこ糸切れが多く発生する場合がある。   Further, with respect to the restriction of the above item B (1), the carbon fiber yarn is warp and the fineness is 1/5 or less of the carbon fiber yarn which is the warp and is different from the carbon fiber yarn. Weaving unidirectional fabrics using a kind of auxiliary fiber in the weft. When the fineness ratio exceeds 1/5, it means that the auxiliary fiber is too thick, and there is a case where the mechanical properties are lowered by bending the carbon fiber yarn in the unidirectional fabric. The fineness ratio is more preferably in the range of 1/20 to 1/500, and still more preferably in the range of 1/100 to 1/250. If it is less than 1/500, it means that the strength of the auxiliary fiber becomes too low, and there are cases where many weft breaks occur during weaving.

補助繊維としては、炭素繊維以外の例えばガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維などの無機繊維や、アラミド繊維、PBO繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維などの有機繊維を用いることができるが、中でも、特に加熱時収縮率が小さく炭素繊維織物の幅方向の収縮を最小限にできる炭素繊維以外の無機繊維が好ましく、とりわけガラス繊維が好ましい。また、繊度を小さくして炭素繊維の屈曲を抑制するといった観点からは、細繊度の有機繊維、特にポリアミド繊維が好ましい。   Auxiliary fibers include inorganic fibers other than carbon fibers such as glass fibers, metal fibers, ceramic fibers, aramid fibers, PBO fibers, polyamide fibers, polyester fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyethylene fibers, polypropylene fibers, polyphenylene sulfide fibers, etc. Among them, inorganic fibers other than carbon fibers, which have a small shrinkage ratio during heating and can minimize shrinkage in the width direction of the carbon fiber fabric, are preferable, and glass fibers are particularly preferable. Further, from the viewpoint of reducing the fineness and suppressing the bending of the carbon fibers, organic fibers having a fineness, particularly polyamide fibers, are preferable.

仮によこ糸に炭素繊維糸条を用いてよこ糸挿入をニードル織機で行った場合、炭素繊維糸条が容易に毛羽立つこと、発生した毛羽がニードルのガイドなどに詰まる問題が発生するが、本発明においては、上述のように炭素繊維糸条とは異なる種類の補助繊維をよこ糸に用いるので、ニードル織機で行っても前記問題が発生せず、炭素繊維織物の生産性を高めることができる。   When weft insertion is performed with a needle loom using carbon fiber yarns for temporary weft yarns, there is a problem that the carbon fiber yarns fluff easily, and the generated fluff clogs the needle guide etc. As described above, since the auxiliary fiber of a different type from the carbon fiber yarn is used for the weft yarn, the above problem does not occur even when the needle loom is used, and the productivity of the carbon fiber fabric can be improved.

また、本発明では、上記A項(3)の制約に対して、たて糸である炭素繊維糸条が、炭素繊維糸条と炭素繊維糸条との間の静摩擦係数μが0.25〜0.5になるようなものであることが好ましい。より好ましくは0.3〜0.45、更に好ましくは0.3〜0.35の範囲である。静摩擦係数μが0.25未満であると、摩擦による擦過は発生しにくいものの、炭素繊維糸条の集束性に劣り、その集束性不足に起因して糸条がさばけてしまい、毛羽立つ場合がある。一方、静摩擦係数μが0.5を越えると、A項(3)やB項(1)にある通り、隣り合うたて糸の端部同士や、たて糸とよこ糸とが擦過して、炭素繊維糸条が容易に毛羽立つ場合がある。
なお、かかる静摩擦係数μは、下記手順に従って測定された値を指す。
In the present invention, the carbon fiber yarn that is the warp has a static friction coefficient μ between the carbon fiber yarn and the carbon fiber yarn of 0.25 to 0.00. 5 is preferable. More preferably, it is 0.3-0.45, More preferably, it is the range of 0.3-0.35. When the coefficient of static friction μ is less than 0.25, although scratching due to friction is difficult to occur, the carbon fiber yarns are inferior in converging property, and due to the lack of converging property, the yarns may be scattered and fluffed. . On the other hand, if the static friction coefficient μ exceeds 0.5, the ends of adjacent warps, or warps and wefts, are abraded as described in item A (3) and item B (1), and the carbon fiber yarn May be easily fluffed.
In addition, this static friction coefficient (micro | micron | mu) points out the value measured according to the following procedure.

図2に、本発明の炭素繊維糸条間の静摩擦係数μの測定装置20の概略斜視図を示す。
(a)炭素繊維糸条1が巻き付けられたボビン6を用意し、そこから炭素繊維糸条を約1m引き出して切断し、炭素繊維糸条1の両端をそれぞれ結んで直径約3cmの輪を作る。なお、炭素繊維糸条1のボビン6表面の炭素繊維糸条1が痛んでいる、すなわち毛羽立っている場合は、本来の炭素繊維糸条のボビン表面状態になるように、少なくとも10m以上の炭素繊維糸条1を廃棄してサンプリングする。
(b)次に、糸条端部が解舒されないように、炭素繊維糸条1を紙管7の端部にテープで接着して固定し、水平方向に軸が設定されているボビンホルダー3にそのボビン6をセットする。ここで、用いるボビンホルダー3は、後述のプッシュプル・ゲージにより測定される張力の5%以下の力で回転するものを用いる。
(c)その後、図2に示すように、約1mにカットした炭素繊維糸条1をボビン6に1.5回転巻き付ける。ここで、巻き付ける際に、炭素繊維糸条1に仮撚が入らないようにする。
(d)巻き付けた炭素繊維糸条1の一方の端部(輪)に150gの分銅4を取り付け、もう一方にプッシュプル・ゲージ5を取り付ける。
(e)プッシュプル・ゲージ5を垂直下方に引っ張り、分銅4が動き出したときのプッシュプル・ゲージ5の目盛を読む。
(f)測定した値を用いて、次式(A)にて静摩擦係数μを算出する。
In FIG. 2, the schematic perspective view of the measuring apparatus 20 of the static friction coefficient (mu) between the carbon fiber yarns of this invention is shown.
(A) A bobbin 6 around which the carbon fiber yarn 1 is wound is prepared, the carbon fiber yarn is pulled out from the bobbin 6 and cut, and both ends of the carbon fiber yarn 1 are connected to form a ring having a diameter of about 3 cm. . In addition, when the carbon fiber yarn 1 on the surface of the bobbin 6 of the carbon fiber yarn 1 is damaged, i.e., fluffy, at least 10 m or more of carbon fibers so that the bobbin surface state of the original carbon fiber yarn is obtained. Discard yarn 1 and sample.
(B) Next, the carbon fiber yarn 1 is fixed to the end portion of the paper tube 7 with a tape so that the end portion of the yarn is not unwound, and the bobbin holder 3 is set with a horizontal axis. Set the bobbin 6 in Here, the bobbin holder 3 to be used is one that rotates with a force of 5% or less of the tension measured by a push-pull gauge described later.
(C) Thereafter, as shown in FIG. 2, the carbon fiber yarn 1 cut to about 1 m is wound around the bobbin 6 by 1.5 turns. Here, when winding, the carbon fiber yarn 1 is prevented from entering false twist.
(D) A 150 g weight 4 is attached to one end (ring) of the wound carbon fiber yarn 1, and a push-pull gauge 5 is attached to the other end.
(E) Pull the push-pull gauge 5 vertically downward and read the scale of the push-pull gauge 5 when the weight 4 starts moving.
(F) Using the measured value, the static friction coefficient μ is calculated by the following equation (A).

静摩擦係数μ=ln(T1/T2)/θ ・・・ 式(A)
T1:プッシュプル・ゲージで測定した張力(gf)
T2:分銅の重量(gf)=150g
θ :接触角(rad)=3π
(g)その後、テープによる接着固定位置は維持したまま、前記(c)における炭素繊維糸条1の巻き付ける部所をずらし、前記(c)〜(f)を2回繰り返し、n数を6として、それらの平均値を測定サンプルの静摩擦係数μとする。
Static friction coefficient μ = ln (T1 / T2) / θ Formula (A)
T1: Tension measured with push-pull gauge (gf)
T2: Weight of weight (gf) = 150 g
θ: contact angle (rad) = 3π
(G) Thereafter, while maintaining the adhesive fixing position with the tape, the portion where the carbon fiber yarn 1 is wound in (c) is shifted, and (c) to (f) are repeated twice, and the n number is set to 6. The average value thereof is taken as the static friction coefficient μ of the measurement sample.

更に、本発明では、前記A項(3)の制約に対して、ヘルド(綜絖)の開口量が10〜75mmであるのが好ましい。より好ましくは30〜70mm、更に好ましくは35〜65mmの範囲である。かかる範囲のヘルド開口量であると、高回転での製織時に、隣り合うたて糸の端部同士の擦過を最小限にし、炭素繊維糸条の毛羽立ちを抑制することができる。より具体的には、開口量が70mmを越えると、炭素繊維糸条の毛羽立ちが多くなる場合がある。一方、開口量が10mm未満だと杼口(ニードルが通過するための空間)の形成が十分でなく、よこ糸挿入を安定して行えないだけでなく、たて糸とよこ糸との擦過が相対的に強くなり、毛羽が発生する場合がある。   Furthermore, in the present invention, it is preferable that the opening amount of the heddle is 10 to 75 mm with respect to the restriction of the item A (3). More preferably, it is 30-70 mm, More preferably, it is the range of 35-65 mm. When the opening amount of the heald is within such a range, at the time of weaving at high rotation, it is possible to minimize rubbing between adjacent warp yarn ends and to suppress fluffing of carbon fiber yarns. More specifically, if the opening amount exceeds 70 mm, the carbon fiber yarns may become fuzzy. On the other hand, if the opening amount is less than 10 mm, the formation of the shed (space for passing the needle) is not sufficient, and not only the weft thread can be inserted stably, but also the friction between the warp and the weft thread is relatively strong. And fluff may occur.

また、本発明では、前記C項(1)の制約に対して、JIS−R7601に沿って測定された引張強度が4,000MPa以上である炭素繊維糸条を用いるのが好ましい。より好ましくは5,000MPa以上である。かかる範囲の引張強度であると、毛羽が発生しにくく、品位の高い炭素繊維織物が製造できる。なお、引張強度に上限はなく、高ければ高い方が好ましいが、現在考えられる技術範囲では7,000MPaが上限と考えられる。   Moreover, in this invention, it is preferable to use the carbon fiber yarn whose tensile strength measured along JIS-R7601 is 4,000 Mpa or more with respect to the restrictions of the said C term (1). More preferably, it is 5,000 MPa or more. When the tensile strength is in such a range, fluff is unlikely to occur and a high-quality carbon fiber fabric can be produced. In addition, although there is no upper limit in tensile strength and the higher one is preferable, 7,000 MPa is considered to be an upper limit in the presently considered technical range.

本発明の製造方法によれば、JIS−R7601に沿って測定された引張弾性率が290GPa以上である炭素繊維糸条を用いても毛羽立ちを抑制することができ、本発明の効果を最大限に発現できるため好ましい。より好ましくは380GPa以上である。なお、引張弾性率に上限はなく、高ければ高い方が好ましいが、現在考えられる技術範囲では700GPaが上限と考えられる。   According to the production method of the present invention, fuzz can be suppressed even when a carbon fiber yarn having a tensile modulus of elasticity of 290 GPa or more measured according to JIS-R7601 is used, and the effect of the present invention is maximized. It is preferable because it can be expressed. More preferably, it is 380 GPa or more. In addition, although there is no upper limit in tensile elasticity modulus and the higher one is preferable, 700 GPa is considered to be an upper limit in the technical range currently considered.

本発明の炭素繊維織物の製造方法では、繊度が750〜6,000texである炭素繊維糸条を用いるのが好ましい。より好ましくは1,500〜4,000texの範囲である。繊度が750tex未満であると、たて糸の織密度が密になりすぎ、前記A項(3)に記載の通り、炭素繊維糸条の毛羽が多くなり、炭素繊維織物の品位を損なう場合がある。一方、6,000texを越えると、炭素繊維織物の形態安定性に劣るだけでなく、たて糸の隙間が大きくなりすぎ、CFRPを成形した場合に樹脂リッチ部分を大きく形成させ、CFRPの力学特性を低下させる場合がある。また別の視点からは、繊度が上記の範囲であると、炭素繊維糸条を安価に入手することができ、本発明に係る炭素繊維織物をより低コストに製造できる。   In the method for producing a carbon fiber fabric of the present invention, it is preferable to use a carbon fiber yarn having a fineness of 750 to 6,000 tex. More preferably, it is the range of 1,500-4,000 tex. When the fineness is less than 750 tex, the weave density of the warp yarn becomes too dense, and as described in the above item A (3), the fluff of the carbon fiber yarns may increase and the quality of the carbon fiber fabric may be impaired. On the other hand, if it exceeds 6,000 tex, not only the shape stability of the carbon fiber fabric is inferior, but also the warp yarn gap becomes too large, and when CFRP is molded, a resin-rich portion is formed larger and the mechanical properties of CFRP are reduced. There is a case to let you. From another point of view, when the fineness is in the above range, the carbon fiber yarn can be obtained at low cost, and the carbon fiber fabric according to the present invention can be produced at a lower cost.

さらに、本発明の炭素繊維織物の製造方法では、製造する織物に線状または点状の形態で樹脂を接着するのが好ましい。樹脂が織物に接着していると、炭素繊維織物の形態を安定させることができ、炭素繊維織物の取扱性を向上させる機能を付与することができる。また、別の視点からは、炭素繊維織物を用いたCFRPの力学特性を向上させる機能を付与することも可能である。   Furthermore, in the method for producing a carbon fiber fabric of the present invention, it is preferable that a resin is bonded to the fabric to be produced in a linear or dot form. When the resin is bonded to the woven fabric, the form of the carbon fiber woven fabric can be stabilized, and a function of improving the handleability of the carbon fiber woven fabric can be imparted. From another viewpoint, it is also possible to provide a function of improving the mechanical properties of CFRP using a carbon fiber fabric.

かかる形態で樹脂を接着するためには、樹脂を、繊維形態、粒子形態、水に溶解または分散させたエマルジョン形態やディスパージョン形態など、任意の形態にて炭素繊維織物に付与すればよい。中でも、簡易に接着できること、および、上記の機能発現の面から、固形の繊維形態、固形の粒子形態にて織物に付与し、接着させるのが好ましい。   In order to bond the resin in such a form, the resin may be applied to the carbon fiber fabric in any form such as a fiber form, a particle form, an emulsion form or a dispersion form dissolved or dispersed in water. Among these, from the viewpoint of easy adhesion and the above-described expression of the functions, it is preferable to apply the adhesive to the woven fabric in the form of solid fibers or solid particles.

かかる繊維形態の場合、炭素繊維糸条や補助繊維と引き揃えてもよいし、炭素繊維糸条や補助繊維とカバリング加工や合撚加工や混紡により複合糸を形成したものを用いてもよい。特に、織物の取り扱いを向上させる機能を付与する場合は、繊維形態の樹脂をよこ糸として引き揃えて挿入したり、炭素繊維または補助繊維とカバリング加工や合撚加工して複合糸にしたものをよこ糸として挿入すると効果的に機能を付与することができる。   In the case of such a fiber form, carbon fiber yarns and auxiliary fibers may be aligned, or carbon fiber yarns and auxiliary fibers formed with composite yarns by covering processing, twisting processing or blending may be used. In particular, when adding a function to improve the handling of the fabric, weave the fiber-shaped resin as a weft thread, or insert it into a composite thread by covering or twisting with carbon fiber or auxiliary fiber. When inserted as a function, it is possible to effectively provide a function.

一方、粒子形態、エマルジョン形態またはディスパージョン形態の場合、予め炭素繊維または補助繊維に付与して接着したものを製織してもよいし、製織した後に付与して接着してもよいが、定量的に炭素繊維織物に付与する場合は、後者の方が確実性に優れるため、本発明の好ましい態様といえる。   On the other hand, in the case of particle form, emulsion form, or dispersion form, a carbon fiber or auxiliary fiber that has been previously applied and adhered may be woven, or may be applied after being woven, and may be quantitatively added. In the case of imparting to a carbon fiber fabric, the latter is more preferable because it is more reliable.

なお、用いる樹脂としては、上述の種類のものを用いることができる。   In addition, as a resin to be used, the above-mentioned types can be used.

かかる樹脂を接着させる方法としては、炭素繊維織物と熱源とを接触させて加熱してもよいし、炭素繊維織物と熱源とを接触させず、非接触で加熱することにより、付着した樹脂を接着してもよい。本発明においては、極めて速い速度で製織することから、炭素繊維織物と熱源とを接触させて加熱するのが好ましい。より好ましくは、熱源と接触させて加熱する方法と、接触させずに加熱する方法とを、併用して加熱するのがよい。本発明では、熱伝導性に優れる炭素繊維を用いるので、前記熱源を複数個連続して炭素繊維織物の製造工程に配置することにより、速い速度でも樹脂を効率的に接着させることができるのである。   As a method of adhering such a resin, the carbon fiber woven fabric and the heat source may be brought into contact with each other and heated, or the carbon fiber woven fabric and the heat source are not brought into contact with each other, and the attached resin is adhered by heating in a non-contact manner. May be. In the present invention, since weaving is performed at an extremely high speed, it is preferable to heat the carbon fiber fabric and the heat source in contact with each other. More preferably, the method of heating by contacting with a heat source and the method of heating without contacting may be used in combination. In the present invention, since carbon fibers having excellent heat conductivity are used, the resin can be efficiently bonded even at a high speed by arranging a plurality of the heat sources in the production process of the carbon fiber fabric. .

かかる熱源としては、接触式では加熱ロールや熱板が挙げられる。また、非接触式では遠赤外線や近赤外線などの放射熱ヒーターなどが挙げられる。   Examples of such a heat source include a heating roll and a hot plate in the contact type. In the non-contact type, a radiant heater such as a far infrared ray or a near infrared ray can be used.

そして、本発明においては、より一層生産性を高くするために、1台で3つ以上の織物を同時に製織できるニードル織機を用いることが好ましい。一方、1台で多くの織物を同時に製織した場合、1つの織物で挿入ミスや絡みミスが発生すると織機自体が停機するため全ての織物の製織が中断され、逆に生産性を損なう場合があるので、1台で10以上の織物を同時に製織することは好ましくない。   In the present invention, in order to further increase the productivity, it is preferable to use a needle loom capable of simultaneously weaving three or more fabrics with one unit. On the other hand, when weaving many woven fabrics at the same time, if there is an insertion error or entanglement error in one woven fabric, the weaving machine itself stops and weaving of all the woven fabrics is interrupted, which may impair productivity. Therefore, it is not preferable to simultaneously weave 10 or more fabrics with one unit.

更に、より一層生産性を高くするため、製織した炭素繊維織物を所定長L1で一旦巻き取り、巻き取った炭素繊維織物を所定長L1の半分以下である製品長L2に分割して再度巻き取ることが好ましい。本発明の炭素繊維織物は、主にCFRPの強化材として用いられるため、ニードル織機で製造された合成繊維織物のように巻き取らずに箱詰めされると、皺や屈曲が発生して炭素繊維糸条を損傷したり、炭素繊維糸条の配列(真直性)を乱す場合がある。そのため、巻き取られた態様を製品形態とするのが好ましい。一方、巻き取ることを前提とすると、本発明により高い生産速度を達成しても、製品長L2が短いものであると、織機を頻繁に停機させる必要があり、本発明の効果が効率よく発現され難い。したがって、上述の通り、製品長L2の2倍以上長い所定長L1を連続して製織して製品コアとは異なる中間コア(例えば、紙管、鉄管等)に一旦巻き取ることにより、織機の停機頻度を最小限に抑え、一層高い生産速度(織機の回転数)を達成することができる。一旦巻き取った所定長L1の炭素繊維織物は、別工程で所定長L1の半分以下である製品長L2に分割して再度巻き取るのが好ましい。より好ましい所定長L1は製品長L2の3倍以上である。また、別の視点からは、好ましい所定長L1は100m以上である。より好ましくは200m以上、更に好ましくは300m以上である。   Furthermore, in order to further increase the productivity, the woven carbon fiber woven fabric is wound up once with a predetermined length L1, and the wound carbon fiber woven fabric is divided into product length L2 that is half or less of the predetermined length L1, and then wound up again. It is preferable. Since the carbon fiber fabric of the present invention is mainly used as a reinforcing material for CFRP, if it is packed without being wound up like a synthetic fiber fabric produced by a needle loom, the carbon fiber yarn will be wrinkled and bent. There is a case where the strip is damaged or the arrangement (straightness) of the carbon fiber yarn is disturbed. For this reason, the wound form is preferably a product form. On the other hand, on the premise of winding, even if a high production speed is achieved by the present invention, if the product length L2 is short, it is necessary to frequently stop the loom, and the effect of the present invention is efficiently exhibited. It is hard to be done. Therefore, as described above, the loom is stopped by continuously weaving a predetermined length L1 that is two times longer than the product length L2 and winding it around an intermediate core (for example, a paper tube, an iron tube, etc.) different from the product core. The frequency can be minimized and a higher production speed (the speed of the loom) can be achieved. It is preferable that the carbon fiber woven fabric of the predetermined length L1 once wound up is divided into product lengths L2 that are half or less of the predetermined length L1 in a separate process and wound up again. A more preferable predetermined length L1 is at least three times the product length L2. From another point of view, the preferable predetermined length L1 is 100 m or more. More preferably, it is 200 m or more, More preferably, it is 300 m or more.

(実施例1)
たて糸に、繊度が800texの炭素繊維糸条(JIS−R7601に沿って測定された引張強度=4,900MPa、引張弾性率=235GPa、静摩擦係数が0.34、撚数0ターン/m)を用い、よこ糸に、ガラス繊維(ECE225 1/0 1.0Z)に、共重合ナイロン糸(5.5tex、融点110℃)を300ターン/mにてカバリングしたもの(繊度28tex)を用いて、たて糸密度が2.5本/cm、よこ糸密度が3本/cmである一方向性織物(炭素繊維目付200g/m2 )を、ニードル織機にて製織した。製織は、1.8m/分の速度で、ヘルドの開口量が65mmの条件で製織した。なお、製織幅は15cm幅とし、3列の織物を一緒に製織した。
Example 1
A carbon fiber yarn having a fineness of 800 tex (tensile strength measured according to JIS-R7601 = 4,900 MPa, tensile elastic modulus = 235 GPa, static friction coefficient 0.34, twist number 0 turns / m) is used for the warp yarn. A warp yarn density using a weft yarn obtained by covering a glass fiber (ECE225 1/0 1.0Z) with a copolymer nylon yarn (5.5 tex, melting point 110 ° C.) at 300 turns / m (fineness 28 tex). A unidirectional woven fabric (carbon fiber basis weight 200 g / m 2 ) having a weft density of 2.5 / cm and a weft density of 3 / cm was woven by a needle loom. Weaving was performed at a speed of 1.8 m / min and a heald opening amount of 65 mm. The weaving width was 15 cm and three rows of fabrics were woven together.

織成後、得られた織物を、熱源である3つの加熱ローラーとは直接接触させながら、またもう1つの熱源である赤外線ヒーター3つとは接触させずに加熱し、よこ糸に用いた共重合ナイロン糸を炭素繊維糸条に接着して、3列の織物を外径80mm紙管に一緒に巻き取った。   After weaving, the resulting woven fabric is heated while being in direct contact with the three heating rollers that are the heat source and without being in contact with the three infrared heaters that are the other heat sources, and the copolymer nylon used for the weft The yarn was bonded to a carbon fiber yarn and three rows of fabric were wound together around a 80 mm outer diameter paper tube.

かかる製織において、たて糸ヘルド、筬での毛羽発生は抑制されており、300mの連続製織が可能であった。なお、一旦巻き取った210m長の上記織物は、別に用意したリワインド装置(検反装置)で50m長の小巻に4分割し、外径80mm紙管に巻き返して製品とした。   In such weaving, the occurrence of fluff at warp healds and wrinkles was suppressed, and continuous weaving of 300 m was possible. The 210 m long woven fabric once wound up was divided into four 50 m long rolls using a separately prepared rewind device (inspection device) and rolled back into a paper tube with an outer diameter of 80 mm to obtain a product.

得られた一方向性織物は、線状に共重合ナイロン糸が接着して目どめされており、取扱性に優れていた。また、隣り合う3本のよこ糸によって形成されるよこ糸間距離が不均一であり、該よこ糸間距離のうち幅広の方の距離Xが、もう一方の距離Yの10倍であった。かかるよこ糸は織物端部で連続している耳組織であり、一方の端部では単純に折り返しされ、もう一方の端部では経編組織を形成しており、房耳を有さない態様であった。更に、たて糸同士の隙間が0.2mmであり、十分に隙間が開いているので、樹脂を含浸させた際の含浸性にも優れた。
(実施例2)
たて糸に、繊度が445texの炭素繊維糸条(JIS−R7601に沿って測定された引張強度=3,800MPa、引張弾性率=438GPa、静摩擦係数が0.4、撚数0.2ターン/m)を2本引き揃えて用い、よこ糸に、ガラス繊維(ECE225 1/0 1.0Z)に、共重合ナイロン糸(5.5tex、融点110℃)を300ターン/mにてカバリングしたもの(繊度28tex)を用いて、たて糸密度が6.7本/cm(2本引き揃えたものを1本として扱うと3.3本/cm)、よこ糸密度が6本/cmである一方向性織物(炭素繊維目付300g/m2 )を、ニードル織機にて製織した。製織は、1.8m/分の速度で、ヘルドの開口量が65mmの条件で製織した。なお、製織幅は15cm幅とし、3列の織物を一緒に製織した。
The obtained unidirectional woven fabric was abraded with linearly bonded copolymer nylon yarns, and was excellent in handleability. Further, the distance between the wefts formed by three adjacent wefts was uneven, and the wider distance X of the interweft distances was 10 times the other distance Y. Such weft is an ear tissue that is continuous at the end of the fabric, and is simply folded back at one end and forms a warp knitted structure at the other end, and does not have a tufted ear. It was. Furthermore, since the gap between the warp yarns was 0.2 mm and the gap was sufficiently wide, the impregnation property when impregnated with the resin was excellent.
(Example 2)
Carbon fiber yarn with a fineness of 445 tex on the warp (tensile strength measured in accordance with JIS-R7601 = 3,800 MPa, tensile modulus = 438 GPa, static friction coefficient 0.4, twist number 0.2 turns / m) Are used, and the weft yarn is covered with glass fiber (ECE225 1/0 1.0Z) and copolymer nylon yarn (5.5 tex, melting point 110 ° C.) at 300 turns / m (fineness 28 tex). ), A unidirectional woven fabric (carbon) with a warp density of 6.7 yarns / cm (3.3 yarns / cm when treated as a single piece of two drawn yarns) and a weft yarn density of 6 yarns / cm. A fiber basis weight of 300 g / m @ 2) was woven using a needle loom. Weaving was performed at a speed of 1.8 m / min and a heald opening amount of 65 mm. The weaving width was 15 cm and three rows of fabrics were woven together.

織成後、得られた織物を実施例1と同様にして加熱し、共重合ナイロン糸を炭素繊維糸条に接着して、3列の織物を外径80mm紙管に一緒に巻き取った。   After weaving, the resulting woven fabric was heated in the same manner as in Example 1, the copolymer nylon yarn was bonded to the carbon fiber yarn, and three rows of woven fabric were wound together around a paper tube having an outer diameter of 80 mm.

かかる製織において、たて糸ヘルド、筬での毛羽発生は抑制されており、300mの連続製織が可能であった。なお、一旦巻き取った210m長の織物を、実施例1と同様に50m長の小巻に4分割して巻き返し、製品とした。   In such weaving, the occurrence of fluff at warp healds and wrinkles was suppressed, and continuous weaving of 300 m was possible. The 210 m long woven fabric once wound up was divided into four 50 m long rolls in the same manner as in Example 1 and rolled back to obtain a product.

得られた一方向性織物は、線状に共重合ナイロン糸が接着して目どめされており、取扱性に優れていた。また、隣り合う3本のよこ糸によって形成されるよこ糸間距離が不均一であり、該よこ糸間距離のうち幅広の方の距離Xが、もう一方の距離Yの3倍であった。かかるよこ糸は織物端部で連続している耳組織であり、一方の端部では単純に折り返しされ、もう一方の端部では経編組織を形成している編糸(よこ糸とは別の糸)とともに編組織を成形しており、房耳を有さない態様であった。更に、たて糸同士の隙間が0.12mmであった。
(比較例1)
たて糸およびよこ糸に、繊度が200texの炭素繊維糸条(東レ製トレカT300B−3K、JIS−R7601に沿って測定された引張強度=3,540MPa、静摩擦係数が0.18、撚数0.1ターン/m)を用いて、たて糸密度およびよこ糸密度が5本/cmである二方向性織物(炭素繊維目付200g/m2 )を、ウォータージェット織機にて製織した。製織は、0.8m/分の速度で、ヘルドの開口量が80mmの条件で製織した。
The obtained unidirectional woven fabric was abraded with linearly bonded copolymer nylon yarns, and was excellent in handleability. Further, the distance between the wefts formed by three adjacent wefts was uneven, and the wider distance X of the interweft distances was three times the other distance Y. Such a weft yarn is an ear tissue continuous at the end of the fabric, a knitting yarn that is simply folded at one end and forms a warp knitting structure at the other end (separate from the weft yarn). At the same time, a knitted tissue was formed, and it did not have a tufted ear. Furthermore, the gap between the warp yarns was 0.12 mm.
(Comparative Example 1)
Carbon fiber yarn with a fineness of 200 tex for warp and weft (Torayca T300B-3K manufactured by Toray, tensile strength measured in accordance with JIS-R7601 = 3,540 MPa, static friction coefficient 0.18, twist number 0.1 turn / M) was used to weave a bi-directional woven fabric (carbon fiber basis weight 200 g / m @ 2) having a warp density and a weft density of 5 / cm with a water jet loom. Weaving was performed at a speed of 0.8 m / min and a heald opening amount of 80 mm.

織成後、得られた織物を、熱源である4つのローラーと直接接触させることにより、炭素繊維糸条に付着した水分を乾燥させた。   After weaving, the resulting woven fabric was directly brought into contact with four rollers as heat sources to dry the moisture adhering to the carbon fiber yarn.

かかる製織において、よこ糸打込部、たて糸ヘルド、筬で毛羽が非常に多く発生し、停機しての毛羽除去なしに200m以上の連続製織は困難であった。   In such weaving, a large amount of fluff was generated in the weft threaded portion, warp heald, and wrinkle, and continuous weaving of 200 m or more was difficult without removing the fluff after stopping.

得られた二方向性織物は、隣り合う3本のよこ糸によって形成されるよこ糸間距離は均一なものであった。かかるよこ糸は織物端部でそれぞれ切断されて不連続な耳組織であり、7mm長の房耳を有している態様であった。かかる房耳は、コンクリート構造体に貼り付ける際の手間や使用する貼り付け樹脂のロスに繋がるだけでなく、よこ糸のロスをも増やすものであった。   The obtained bidirectional fabric had a uniform weft distance formed by three adjacent wefts. Such wefts were cut off at the ends of the fabric to form discontinuous ear tissues, and had a 7 mm long tufted ear. Such a tufted ear not only leads to troubles when sticking to a concrete structure and a loss of affixing resin to be used, but also increases the loss of weft yarn.

以上説明したように、本発明の炭素繊維織物の製造方法によれば、繊度の高い炭素繊維を用いる場合にも生産性を高めることができるうえ、得られた炭素繊維織物は、柔軟性、たて糸の真直性に優れ、織物をコンクリート構造体に貼り付けるときの手間や使用する樹脂のロスを最小限に抑制することが可能となる。このため、かかる炭素繊維織物は、一般産業分野、特に土木・建築分野に用いられる補修・補強用途の強化材や、航空機分野に用いられるCFRPの強化材に好適である。   As described above, according to the method for producing a carbon fiber fabric of the present invention, productivity can be increased even when carbon fibers having high fineness are used, and the obtained carbon fiber fabric is flexible and warp. It is excellent in straightness, and it is possible to minimize the troubles when attaching the woven fabric to the concrete structure and the loss of the resin used. For this reason, such a carbon fiber woven fabric is suitable as a reinforcing material for repair and reinforcement used in the general industrial field, particularly in the civil engineering / architectural field, and a CFRP reinforcing material used in the aircraft field.

本発明の炭素繊維織物の一方の織物端部を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows one fabric edge part of the carbon fiber fabric of this invention. 炭素繊維糸条間の静摩擦係数μの測定装置を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the measuring apparatus of the static friction coefficient (micro | micron | mu) between carbon fiber yarns.

符号の説明Explanation of symbols

1 炭素繊維糸条
2 補助繊維
2a、2b、2c よこ糸
3 ボビンホルダー
4 分銅
5 プッシュプル・ゲージ
6 ボビン
7 紙管
X 幅広のよこ糸間距離
Y 幅狭のよこ糸間距離
10 炭素繊維織物
20 静摩擦係数μの測定装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carbon fiber yarn 2 Auxiliary fiber 2a, 2b, 2c Weft 3 Bobbin holder 4 Weight 5 Push pull gauge 6 Bobbin 7 Paper tube X Wide inter-weft distance Y Narrow inter-weft distance 10 Carbon fiber fabric 20 Static coefficient of friction μ Measuring equipment

Claims (18)

炭素繊維糸条をたて糸とし、該炭素繊維糸条の1/5以下の繊度である、炭素繊維糸条とは異なる種類の補助繊維をよこ糸とした一方向性の炭素繊維織物であって、隣り合う3本のよこ糸によって形成されるよこ糸間距離が不均一であり、該よこ糸間距離のうち幅広の方の距離Xが、もう一方の距離Yの1.2〜50倍の範囲内であり、かつ、よこ糸が織物端部で連続している耳組織を有していることを特徴とする炭素繊維織物。   A unidirectional carbon fiber woven fabric using a carbon fiber yarn as a warp, and having a fineness of 1/5 or less of the carbon fiber yarn, and a weft yarn of a different type of auxiliary fiber from the carbon fiber yarn, The distance between the wefts formed by the three wefts that match is non-uniform, and the wider distance X of the interweft distances is in the range of 1.2 to 50 times the other distance Y, A carbon fiber woven fabric characterized by having an ear tissue in which the weft is continuous at the end of the woven fabric. 炭素繊維糸条の繊度が750〜6,000texの範囲内であることを特徴とする、請求項1に記載の炭素繊維織物。   The carbon fiber fabric according to claim 1, wherein the fineness of the carbon fiber yarn is within a range of 750 to 6,000 tex. 炭素繊維糸条間の静摩擦係数が0.25〜0.5の範囲内であることを特徴とする、請求項1または2に記載の炭素繊維織物。   The carbon fiber fabric according to claim 1 or 2, wherein a coefficient of static friction between the carbon fiber yarns is within a range of 0.25 to 0.5. 炭素繊維糸条のJIS−R7601に沿って測定された引張弾性率が290GPa以上であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の炭素繊維織物。   The carbon fiber fabric according to any one of claims 1 to 3, wherein a tensile elastic modulus measured according to JIS-R7601 of the carbon fiber yarn is 290 GPa or more. たて糸密度が1〜8本/cmの範囲内で、かつ、よこ糸密度が0.4〜8本/cmの範囲内であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の炭素繊維織物。   Carbon according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the warp density is in the range of 1 to 8 strands / cm and the weft density is in the range of 0.4 to 8 strands / cm. Textile fabric. 隣り合う2本のたて糸によって形成されるたて糸間距離が0.1〜0.8mmの範囲内であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の炭素繊維織物。   The carbon fiber woven fabric according to any one of claims 1 to 5, wherein a distance between the warp yarns formed by two adjacent warp yarns is in a range of 0.1 to 0.8 mm. 線状または点状の形態で樹脂が接着されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の炭素繊維織物。   The carbon fiber woven fabric according to any one of claims 1 to 6, wherein a resin is bonded in a linear or dotted form. コンクリート構造体の補修・補強に用いられることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の炭素繊維織物。   The carbon fiber fabric according to any one of claims 1 to 7, wherein the carbon fiber fabric is used for repair and reinforcement of a concrete structure. 炭素繊維糸条をたて糸とし、該炭素繊維糸条の1/5以下の繊度である、炭素繊維糸条とは異なる種類の補助繊維をよこ糸とした一方向性の炭素繊維織物の製造方法であって、ニードル織機を用いて製織することを特徴とする炭素繊維織物の製造方法。   A method for producing a unidirectional carbon fiber fabric using carbon fiber yarns as warp yarns, and weft yarns of auxiliary fibers different from carbon fiber yarns, having a fineness of 1/5 or less of the carbon fiber yarns. Then, a method for producing a carbon fiber woven fabric comprising weaving using a needle loom. 製織速度が1.7m/分以上であることを特徴とする、請求項9に記載の炭素繊維織物の製造方法。   The method for producing a carbon fiber fabric according to claim 9, wherein the weaving speed is 1.7 m / min or more. 繊度が750〜6,000texの範囲内である炭素繊維糸条を用いることを特徴とする、請求項9または10に記載の炭素繊維織物の製造方法。   The method for producing a carbon fiber fabric according to claim 9 or 10, wherein a carbon fiber yarn having a fineness in a range of 750 to 6,000 tex is used. 炭素繊維糸条間の静摩擦係数が0.25〜0.5となる炭素繊維糸条を用いることを特徴とする、請求項9〜11のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。   The method for producing a carbon fiber fabric according to any one of claims 9 to 11, wherein a carbon fiber yarn having a coefficient of static friction between carbon fiber yarns of 0.25 to 0.5 is used. JIS−R7601に沿って測定された引張弾性率が290GPa以上の炭素繊維糸条を用いることを特徴とする、請求項9〜11のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。   The method for producing a carbon fiber woven fabric according to any one of claims 9 to 11, wherein a carbon fiber yarn having a tensile modulus of elasticity measured in accordance with JIS-R7601 of 290 GPa or more is used. たて糸密度を1〜8本/cm、よこ糸密度を0.4〜8本/cmとするとともに、隣り合う3本のよこ糸によって形成されるよこ糸間距離を不均一とし、かつ、該よこ糸間距離のうち幅広の方の距離Xを、もう一方の距離Yの1.2〜50倍の範囲内とすることを特徴とする、請求項9〜13のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。   The warp yarn density is 1 to 8 yarns / cm, the weft yarn density is 0.4 to 8 yarns / cm, the distance between the weft yarns formed by three adjacent weft yarns is non-uniform, and the distance between the weft yarns 14. The method for producing a carbon fiber woven fabric according to any one of claims 9 to 13, wherein the wider distance X is within a range of 1.2 to 50 times the other distance Y. ヘルドの開口量を10〜75mmの範囲内とすることを特徴とする、請求項9〜14のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。   The method for producing a carbon fiber woven fabric according to any one of claims 9 to 14, wherein the opening of the hold is in the range of 10 to 75 mm. 線状または点状の形態で樹脂を接着することを特徴とする、請求項9〜15のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。   The method for producing a carbon fiber woven fabric according to any one of claims 9 to 15, wherein the resin is bonded in a linear or dotted form. 織物を加熱することにより樹脂を接着する、請求項16に記載の炭素繊維織物の製造方法。   The method for producing a carbon fiber woven fabric according to claim 16, wherein the resin is adhered by heating the woven fabric. 製織した炭素繊維織物を所定長L1で一旦巻き取り、巻き取った炭素繊維織物を所定長L1の半分以下である製品長L2に分割して再度巻き取ることを特徴とする、請求項9〜17のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。   The woven carbon fiber woven fabric is temporarily wound up at a predetermined length L1, and the wound carbon fiber woven fabric is divided into product lengths L2 that are equal to or less than half of the predetermined length L1, and then wound up again. The manufacturing method of the carbon fiber fabric in any one of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009127169A (en) * 2007-11-28 2009-06-11 Toray Ind Inc Reinforcing fiber base material, laminate and fiber-reinforced resin
JP2010018909A (en) * 2008-07-10 2010-01-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd Reinforced fiber woven fabric and method for weaving the same
JP2015178765A (en) * 2014-02-27 2015-10-08 電源開発株式会社 Reinforcement structure of steel hollow cylindrical structure

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